NO312236B1 - Oksygenering av sjövann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning til å oksygenere vann i oppdrettsanlegg for marine organismer i sjøen ved hjelp av oksygenholdige mikrobobler, samt fremgangsmåte ved bruk av anordningen.

I mange oppdrettsanlegg for fisk i sjøvann er det i visse perioder registrert lave oksygennivåer. Fra enkelte oppdrettere er det rapportert at oksygeninnholdet i slike perioder kan være så lavt som 3-4 mg/liter ved 14-15 °C, noe som tilsvarer en oksygenmetning på bare 40%. Periodene kan være av kortere eller lengere varighet, og opptrer spesielt ved høye sjøtemperaturer, etter foring, og på kvelden/natten når det er høy respiratorisk aktivitet hos algene.

Ved en såpass lav oksygenmetning som nevnt over får fisken problemer med å overleve. En oppdretter vil registrere at fisken ikke spiser, og at den gjerne går i de øvre vannlagene og gaper etter oksygen. Generelt vil lav oksygenmetning føre til både redusert forutnyttelse og redusert tilvekst, og i forsøk er det vist at selv en oksygenmetning på helt opp mot 85% kan gi dette, men da uten nedgang i appetitt eller endret adferd hos fisken. Således kan problemene knyttet til lav oksygenmetning finne sted uten at en oppdretter vil kunne registrere klare symptomer hos fisken.

Fisk er et ektotermt dyr, og metabolismen avhenger av sjøtemperaturen. Høy sjøtemperatur gir høy metabolisme, appetitt og bevegelse. Dette fører til et stort oksygenbehov som må dekkes fra de omkringliggende vannmassene. Dersom oksygenmetningen i vannmassene er lav, vil det føre til redusert metabolisme. Redusert metabolisme fører til lavere tilvekst, dårligere forutnyttelse fordi foret ikke absorberes men presses ufordøyd gjennom tarmen, og nedsatt motstandskraft mot sykdom.

I perioden juli - oktober er det antatt at det er tilgangen på oksygen som er den begrensende faktoren for maksimal forutnyttelse og tilvekst i sjøvann. Dersom det i perioder med lav oksygenmetning hadde vært mulig å øke denne opp mot normal metning kunne man oppnådd betydelige gevinster i form av lavere forfaktor, økt tilveksthastighet, økt produksjonskapasitet (høyere fisketetthet) og større motstandskraft mot sykdom som følge av lavere miljøstress. Imidlertid eksisterer det i dag ingen kjente løsninger som gjør det mulig på en effektiv måte å tilsette generatorprodusert oksygen i store mengder og over lengere tid til vann i åpne mæranlegg.

Det finnes i dag utstyr for å oksygenere vann til oppdrettslaks og -ørret mens disse fremdeles befinner seg i landbaserte anlegg. Vannkilden er da i all hovedsak ferskvann som renner på selvfall inn i oppdrettsanlegget. I den perioden der fiskeyngelen skal tilpasses livet i sjøen (smoltifiseringen), tilsettes det i økende grad sjøvann til anlegget. Begge vannkildene krever oksygenering, og dette kan hovedsakelig gjøres på to måter; oksygenering i trykksatte vannsystemer (kjegle, tank el. 1. med et tilstrekkelig høyt trykk til at gassen(e) (oksygen samt noe nitrogen) løses inn i vannet og binder seg til vannmolekylene), eller diffusjon ved hjelp av små bobler (mikrobobler). Imidlertid egner ingen av disse to oksygeneringsmetodene seg til oksygenering av oppdrettsanlegg for marine organismer i sjøen.

JP 06046717 beskriver et system for å tilsette luft eller oksygen til et trykksatt vannsystem/oppdrettsfisk. Oksygenering i trykksatte vannsystemer, slik dette gjøres på de landbaserte anleggene, er imidlertid ikke velegnet til oksygenering av mærer, ettersom det vil bli svært kostbart å konstruere og drive et tilsvarende system ute på en mær Det er heller ikke mulig å tilsette generatorprodusert oksygen direkte til en mær (d.v.s. uten først å ha løst inn gassen(e) i vann som befinner seg i et trykksatt system) fordi det vil kunne føre til nitrogenovermetning av vannet, som igjen kan føre til at fisken får «dykkersyke» (gassblæresyke) og dør.

To patenter som beskriver systemer for lufttilsetning på land/i beholdere i form av bobler, er US 4 927 568 og US 4 776 127. Disse dreier seg om oksygentilsetning i hhv. en fiskebrønn på en båt og et akvarium. Diffusjon ved hjelp av mikrobobler, slik dette gjøres på de landbaserte anleggene, finner sted ved bruk av diffusorer som består av et fast materiale (keramikk, sintret metall eller liknende). En slik diffusjon egner seg imidlertid ikke for diffusjon i sjøvann over lengere tid fordi sjøvannet, som trekker inn i elementet, vil fordampe ved oksygentilsetning, og saltene som blir liggende igjen vil over tid tette igjen porene i diffusorelementene.

US patent3 970 731 beskriver en diffusor for å produsere bobler, der diffusoren senkes ned i en væske. Diffusoren er utstyrt med spesielle fordypninger som skal bidra til å samle boblene fra diffusorporene før de frigis til omgivelsene. Poenget med denne diffusoren er følgelig ikke å frigi mikrobobler, slik tilfellet er med den foreliggende oppfinnelsen, men å frigi bobler som er større enn de som kommer ut av diffusorporene.

I forbindelse med fjerning av lakselus benyttes det i dag i kortere perioder (2 timer - 1 dag) keramiske diffusorer for tilsetning av oksygen til mærer. En slik oksygentilsetning gjøres fordi mæren(e) som skal behandles lukkes med en presenning før kjemikalier som dreper lusen tilsettes, og en slik lukking fører til redusert vanngjennomstrømning og stresset fisk. Som allerede nevnt er imidlertid ikke slike (keramiske) diffusorer egnet til diffusjon i sjøvann over lengere tid, og det anvendes i dag ikke noe permanent system for oksygenering av mærer i sjøen.

I perioder (juli - oktober) med oksygenmetningsverdier under 85%, vil ca. 0,65 kg oksygen tilført fisken gi ca. 1 kg ekstra produsert mengde fisk. Dette kan gi en produksjonsgevinst på 5-20%. På en lokalitet der det produseres 1000 tonn fisk kan det da, når kostnadene ved økt oksygentilførsel er trukket fra, dreie seg om en økonomisk gevinst på omkring NOK 2-6 millioner. Oppdrettsnæringen er således i en situasjon der gevinstene, miljømessige så vel som økonomiske, gjør at det ville være ønskelig med en anordning som kan sørge for tilsetning av oksygen til sjøvann i mærer.

Det er derfor en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en anordning til å oksygenere vann i oppdrettsanlegg for marine organismer i sjøen ved hjelp av oksygenholdige mikrobobler, samt fremgangsmåte ved bruk av anordningen.

Denne hensikten er oppnådd med foreliggende oppfinnelse, kjennetegnet ved det som fremgår av de vedlagte krav.

Oppfinnelsen angår en anordning, samt en fremgangsmåte ved bruk av anordningen, som gjør det mulig å tilsette oksygen i form av mikrobobler på en effektiv måte, og i store mengder, til sjøvann i åpne mæranlegg. Til dette benyttes et oksygeneringssystem der de tre hovedelementene er oksygenproduksjon (eventuelt bruk av flytende oksygen fra kryo-tank), oksygentilsetning ved diffusjon av oksygenholdige mikrobobler og (eventuelt) styring/regulering av oksygentilsetningen.

Foreliggende anordning, og fremgangsmåte ved bruk av anordningen, kan også, eventuelt med mindre justeringer som ikke vil være av betydning for selve ideen ved oppfinnelsen, benyttes til å oksygenere sjøvann i oppdrettsanlegg av andre typer, såsom for eksempel oppdrettsanlegg til skjell eller krepsdyr.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet i mer detalj, under henvisning til figurer og eksempler. Figur 1 viser en luftkompressor/lufttørker 1 der luften tørkes og filtreres, før den lagres på en lagertank for luft 2. Deretter mates luften over i en oksygengenerator 3, og gassen som produseres her lagres på en trykktank for oksygen 4. Figur 2 viser en diffusoranordning sammensatt av diffusorelementer (diffusorer) 5 (øvre og nedre panel) og diffusorstag 6 (øvre panel) eller diffusorramme 7 (nedre panel). Figur 3 viser et demontert diffusorelement (en diffusor) med gummiskive 8 og hull 9 for inntak av oksygen.

Figur 4 viser en trykkutj evner 10 inne i en diffusor.

Figur 5 viser en skisse der oksygentilsetningen foregår ved hjelp av pumpe 11, ventil 12, ejektor 13 og sprederør 14. Figur 6 viser en tilbakeslagsenhet i en ejektor bestående av et kammer 15 og en perforert slange 16. Figur 7 er et flytskjema som viser oksygenproduksjon 17, oksygensonder/måling 18, oksygenstyring/PLS 19 og oksygentilsetning 20. Figur 8 viser tegning av mær 1 og 2 samt målepunkter for oksygenmetning før (A-G) og etter (a-d) oksygentilsetning. Figur 9 (i) viser oksygenmetningen ved punktene (A-G) i mær 1 og 2 før oksygentilsetning; (ii) viser oksygenmetningen ved punktene (a-d) i mær 1 etter oksygentilsetning. Figur 10 viser tegning av mær 1 og 2 samt målepunkter for oksygenmetning før (I-VIII) og etter (I-IV) oksygentilsetning. Figur 11 viser oksygenmetningen ved punktene (I-IV) i mær 2 før (stolpene til venstre) og etter (stolpene til høyre) oksygentilsetning.

Oksygenet som skal tilsettes mæren produseres på stedet ved hjelp av

oksygengeneratorer. Luft suges inn i en luftkompressor 1 (Figur 1), der den tørkes og filtreres. Den tørkede og filtrerte luften føres deretter videre til en lagertank for luft 2 (Figur 1), som er en trykktank for mellomlagring av ren luft. Deretter mates den rene luften videre til en oksygengenerator 3 (Figur 1), som ved hjelp av et separasjonsmedium lager oksygen. Det foregår ved at luften, ved hjelp av overtrykk, presses inn i en tank som inneholder et porøst materiale (ceolitt). Dette materialet vil adsorbere nitrogenet, mens oksygenet passerer videre til den andre tanken i oksygengeneratoren 3 (Figur 1). På denne måten produseres oksygen effektivt og billig. Metoden kalles Pressure Swing Adsorbtion (PSA). Gassen som produseres lagres på en lagertank (trykktank) for oksygen 4 (Figur 1), før videre distribusjon.

Oksygengassen som produseres på denne måten har en renhet på ca. 90-95 %. De resterende 5-10% er i hovedsak nitrogen og argon. For å unngå nitrogenovermetning av vannet, og derved dykkersyke hos fisken, når dette oksygenet tilsettes sjøvannet, må en slik tilsetning skje i form av bobler. Ettersom nitrogen er underrepresentert inne i en boble vil det kun gå nitrogen fra vannet og inn i boblen, og det oppstår følgelig ingen nitrogenovermetning av vannet. Boblene som tilsettes sjøvannet er, i henhold til foreliggende oppfinnelse, oksygenholdige mikrobobler. Fordelen ved å tilsette oksygen i form av slike mikrobobler er blant annet deres evne til å «sveve» i vannmassene og deres lave stigehastighet, noe som fører til en god fordeling av mikroboblene/oksygenet i vannet som skal oksygeneres, og en relativt lang kontakttid med dette vannet. Ettersom store bobler stiger raskere til overflaten enn små bobler, vil fordelingen av oksygenet i vannmassene ikke bli tilsvarende god ved tilsetning av store bobler. I tillegg vil massetransporten (diffusjon over boblemembranen) være større for små bobler sammenliknet med store bobler, fordi små bobler har stor overflate i forhold til volum.

Flytende oksygen fra kryo-tank (LOX) kan også benyttes til oksygenering av åpne mærer og må således ikke utelukkes som oksygenkilde, men dette vil utgjøre et svært lite kostnadseffektivt alternativ med dagens oppdrettsanlegg. Slikt oksygen har ofte en renhet på ca. 99,5 %, men renheten på oksygengassen er for øvrig ikke av vesentlig betydning når denne tilsettes i form av mikrobobler. Imidlertid vil tilsetning ren luft (ca. 20% oksygen) til vannet i mærene ikke egne seg ettersom det vil føre til en økning av partialtrykket av N2, og derved utsette fisken for dykkersyke.

Som følge av partialtrykkforskjellen mellom de oksygenholdige mikroboblene og oksygenet i vannmassene, vil oksygenet i boblene svært raskt diffundere ut av boblene og til vannmassene, og deretter videre inn i fiskens gjeller og blod. Følgelig dannes det ved hjelp av foreliggende anordning og i henhold til foreliggende oppfinnelse en drivende gradient, fordi partialtrykket av oksygen i boblene er større enn i vannmassene, som igjen har høyere partialtrykk enn fiskens blod. Jo høyere partialtrykkforskj ellen er, desto raskere og mer effektivt går diffusjonsprosessen. Partialtrykkene til andre gasser (enn oksygen) i boblene er lave, noe som betyr at gasser som nitrogen, karbondioksid og ammoniakk (NH3) bare vil diffundere inn i boblene. Dette er gasser som anses som begrensende for fiskens vekst, og som på denne måten blir fjernet fra vannmassene når boblene «sprekker» i vannspeilet. Denne effekten bidrar således til en ytterligere fordel ved anvendelsen av foreliggende metode.

Oksygen fra lagertanken 4 (Figur 1) distribueres ved hjelp av slanger og rør til hver enkelt mære. I mæren tilsettes oksygenet ved hjelp av diffusorelementer (diffusorer) 5 (Figur 2) som er festet på en dertil egnet anordning 6, 7 (Figur 2) som senkes ned i sjøen. Ettersom mærer kan ha ulik<*>e former og volum, kan det være hensiktsmessig å benytte ulike typer (alene eller sammen) av festeanordninger for diffusorene. Festeanordninger med påmonterte diffusorer (diffusoranordninger) er, i henhold til foreliggende oppfinnelse, eksemplifisert ved diffusjonsstag

(diffusorstag) 6 (Figur 2) eller diffusjonsramme (diffusorramme) 7 (Figur 2). Dersom mærene er svært store vil det være behov for ekstra, tverrgående rør med påmonterte diffusorer inne i rammen (ikke vist).

Den ideelle plasseringen av en diffusoranordning er slik at hele det horisontale tverrsnittet av en mære blir gjennomboblet. Arealet av mæren som bør dekkes av diffusorer vil imidlertid variere, og er blant annet avhengig av den lokale vanngjennomstrømningen i, og dybden på, mæren. Både diffusorrammen og diffusorstaget skal være justerbare i forhold til den vanndybden det er ønskelig å tilsette oksygenet på, f. eks. ved hjelp av et vire-, tau-, krok- og/eller trinsestystem som er hengt opp over mæren, eller ved hjelp av festepunkter (festeanordninger) i selve bærekonstruksjonen til mæren. Oksygenet kan tilsettes på fra 2-25 meters dyp, men det mest hensiktsmessige vil være å tilsette boblene på fra 5-10 meters dyp.

En diffusor består av en gummiskive/plate 8 (Figur 3), fortrinnsvis EPDM (eten

propen gummi) som har en strekkbarhet på 40 0 (shore). Denne skiven er montert i en ramme og tettet med låsering (mutter). I gummiskiven er det innstøpt en O-ring som effektivt hindrer gasslekkasje. Diffusoren er konstruert med tanke på å hindre at vann strømmer tilbake og inn i denne. Dersom sjøvann trenger inn i en diffusor vil vannet fort fordampe (på grunn av oksygenets 100 % tørrhet), og saltene bli værende igjen i diffusoren. Dette vil på sikt blokkere diffusoren og dens oksygentilførende evne. Diffusorene i dette konseptet er derfor laget av gummi som har tilbakeslagsevne, og som har bestandighet overfor salter, oksygen og sollys. Tilbakeslagsevnen til gummien forklares ved at gummiskiven er utstyrt med flere små hull. Når det tilføres oksygen gjennom tilsetningshullet 9 (Figur 3) i en diffusor oppstår det et trykk inne i diffusoren som fører til at hullene i gummiskiven åpnes (fordi gummien strekkes), og oksygenet som derved presses ut av disse hullene danner små oksygenholdige mikrobobler. Hvor mye disse hullene åpnes avhenger av hvor stort trykk som benyttes, det vil si hvor mye oksygengass som tilsettes. Dersom det ikke finner sted noen oksygentilførsel vil hullene i gummiskiven være lukket slik at sjøvannet sperres ute.

På grunn av gummiskivens høye elastisitet og det normalt lave mottrykket over membranen, oppstår det lett problemer dersom en diffusorramme eller et diffusorstag utsettes for vertikale bevegelser. Problemet skyldes at oksygengassen som distribueres velger minste motstands vei, og følgelig kommer den ut ved det til enhver tid høyeste punktet på en diffusoranordning. Belastningen blir da svært stor på den ene eller de få diffusorene gassen derved kommer ut av, og det dannes store (og ikke små) bobler. Nevnte problem kan motvirkes ved at det konstrueres et mottrykk over diffusormembranen, og søkeren har derfor konstruert en trykkutjevner 10 (Figur 4), i henhold til foreliggende oppfinnelse, til dette formål.

En trykkutjevner 10 (Figur 4) kan monteres i hullet 9 (Figur 3) der oksygengassen strømmer inn i en diffusor. I dette hullet plasseres en nippel, og inne i nippelen monteres det en overgang som i sin tur kobles til en sirkulær gummislange. Det hele monteres på en slik måte at gummislangen befinner seg inne i diffusoren (Figur 4). Gummislangen er perforert med et visst antall hull slik at det oppstår en trykkdifferanse på 0,2 - 2,5 bar over denne slangen. Oksygengassen strømmer således fra et distribusjonsrør og inn i diffusoren gjennom denne perforerte slangen, og videre ut av diffusoren over dennes perforerte gummiskive. En slik trykkutjevner inne i hver enkelt diffusor fører til en jevn fordeling av gassen mellom alle diffusorene, og boblene som dannes over diffusormembranen er av tilnærmet lik størrelse. Fordelingen av oksygengassen vil, med en slik trykkutjevner, heller ikke påvirkes av diffusoranordningens eventuelle vertikale bevegelser.

En annen måte, i henhold til oppfinnelsen, å oppnå jevn fordeling av

oksygengassen mellom de ulike diffusorer på, kan være å redusere diameteren på det hullet 9 (Figur 3) som oksygengassen kommer inn i diffusoren gjennom.

Oksygenet fra lagertanken 4 (Figur 1) kan også tilsettes mæren ved hjelp av pumpe

11, ventil 12, ejektor 13 og sprederør 14 (Figur 5), og dette utgjør dermed en ytterligere utforming av oppfinnelsen. Denne fremgangsmåten til å oksygenere mærer baserer seg på vann som pumpes opp i anlegget, og rørgater som sørger for distribusjon av dette vannet gjennom ett eller flere uttak til hver enkelt mære. Ved hvert slik uttak er det montert en ejektor 13 (Figur 5) som sørger for at vannhastigheten i det innsnevrede området blir svært høy (10-15 meter/sekund). Oksygen som tilsettes vannstrømmen i dette innsnevrede område knuses

umiddelbart til svært små bobler (mikrobobler), og vannet med disse oksygenholdige mikroboblene føres videre i rør som flyter på vannoverflaten i hver enkelt mær (Figur 5). På et dertil egnet sted i mæren er det en 90 graders bøy på

røret, slik at dette fortsetter i vertikal retning til en ønsket dybde (Figur 5), f. eks.

2-10 meter, fortrinnsvis 5-9 meter. På dette vertikale røret er det boret hull i flere «etasjer» og i flere retninger i hver etasje. På denne måten vil det strømme mikrobobler ut på flere dyp og i flere retninger på hvert dyp samtidig, noe som bidrar til at det blir en god spredning av oksygenet i mæren. Antall etasjer, antall hull og diameteren på hvert enkelt hull kan f. eks. være hhv. 2-6 etasjer, 2-6

retninger og 5-50 mm, fortrinnsvis hhv. 3-5 etasjer, 3-5 retninger og 10-25 mm, og dimensjoneres slik at vannet med oksygenboblene strømmer ut av hullene med en hastighet på f. eks. 1-6 meter/sekund, fortrinnsvis 2-5 meter/sekund.

For å hindre tilbakeslag av vann inn i oksygeneringsutstyret kan det i ejektorområdet konstrueres, i henhold til oppfinnelsen, en tilbakeslagsenhet (Figur 6). Denne tilbakeslagsenheten består av et kammer 15 (Figur 6) (en lukket rørstuss av egnet materiale, f. eks. PVC plast) og en perforert slange 16 (Figur 6). Kammeret har tilkoblingsmulighet for en oksygen(til)førende slange, og inne i kammeret fortsetter oksygendistribusjonen gjennom en fortrinnsvis tilsvarende, men perforert slange 16 (Figur 6). Denne perforerte slangen er tett i den enden som slutter løst inne i kammeret. Fra kammeret er det en åpning direkte til senteret av ejektoren, og oksygenet suges inn i ejektoren (dvs. vannstrømmen) via denne åpningen og knuses umiddelbart. Deretter føres oksygenet, i form av mikrobobler, ut til den enkelte mær.

Det ideelle plasseringen av et sprederør 14 (Figur 5) i en mær vil variere avhengig av størrelse og form på den aktuelle mæren. En mulig løsning kan være å plassere ett sprederør i senter av en liten mær. En annen mulig løsning (f. eks. i større mærer) kan være fire sprederør plassert mot hjørnene av mæren. En installasjon for en slik oksygeneringsmetode kan også variere i utforming. En slik utforming kan f. eks. være å pumpe vann fra flere pumper til en samlestokk, og deretter distribuere vannet videre fra denne samlestokken i en eller flere ringledninger rundt i anlegget med ett eller flere uttak (ventil, ejektor og sprederør) til hver enkelt mær.

Vanngjennomstrømningen i en mær kan variere mye. Jo mindre gjennom-strømning/vannutskifting som finner sted, desto større er behovet for tilførsel av oksygen. Vannkvaliteten i en mær varierer også, og det samme gjør biomassen. I tillegg vil flere andre parametere gjøre at fiskens oksygenbehov vil variere i løpet av et døgn, og gjennom året som sådan. Dette er variasjoner som det er viktig å ta hensyn til ved oksygentilsetningen, og denne bør være slik at det oppnås en oksygenmetning på fra fortrinnsvis 41%-85%, mer fortrinnsvis 85%.

En slik ønsket oksygenmetning kan, i henhold til foreliggende oppfinnelse, oppnås ved hjelp av oksygensonder/sensorer 18 (Figur 6) som befinner seg nede i vannet, og som til enhver tid registrerer oksygenmetningen i mærer med oksygetilsetningsutstyr. Mengden oksygen som tilsettes en mær reguleres mot et gitt innstillingspunkt (settpunkt), og dette settpunktet for oksygenmetning bestemmes i en reguleringsenhet (en PLS; programmerbart logisk system) 19 (Figur 6) eller lignende, som i sin tur gir signal til et styringsskap 19 (Figur 6). Her blir reguleringen av oksygenmengden som tilsettes styrt ved hjelp av ventiler (fortrinnsvis magnetventiler). Fra lagertanken for oksygen 17 (Figur 6) går derfor all oksygengassen gjennom styringsskapet, som så fordeler den riktige mengden oksygen til hver mær 20 (Figur 6). Ettersom det på denne måten blir mulig å holde en tilnærmet konstant, og ønsket, oksygenmetning i mæren, vil fisken få optimale forhold for trivsel og vekst.

De følgende eksemplene er ment for å illustrere utforminger av foreliggende oppfinnelse, og må på ingen måte oppfattes som begrensende.

Eksempel 1 Oksygentilsetning med diffusorramme

Dette eksempelet viser forskjeller i oksygenmetning i vannmassene i en mær før og etter oksygentilsetning utført ved hjelp av diffusorramme.

En diffusorramme (9 m<2>) med 13 diffusorer (9" EPDM gummi, 40 shore) ble plassert i senter av mær 1 (Figur 8) på ca 7 meters dyp. Mær 1 og 2 (Figur 8) var slått sammen til en mær på 9000 m<3>. Denne sammenslåtte mæren inneholdt ca. 80 tonn laks med en snittvekt på 1,5 kg (tetthet ca. 9 kg/m<3>), og temperaturen i mæren var 11,3 °C. Det var relativt stillestående vann, lite overflatestrøm, flo og overskyet vær da målingene ble gjort.

Oksygenmetningen før oksygentilsetning ble målt på fire punkter i mær 1 (A-D), og på tre punkter i mær 2 (E-G). Målingene ble gjort på tre dyp; 1, 5 og 10 meter. Resultatene fra målingene er vist i Figur 9 (i).

Målingene i mær 1 viser overraskende lave oksygenverdier sett i forhold til årstid og vanntemperatur. Verdiene er lavest på 1 og 5 meters dyp; 59% til 69% metning. På 10 meters dyp ser det ut til at metningen generelt er høyere, opp mot 83 % metning.

I mær 2 var situasjonen noe annerledes. Metningen er synkende fra 70% til 39% i punkt E. I punktene F og G er verdiene mer stabile, de er lavere i punkt F (60% til 72%) enn i punkt G (80% til 85%), mens den laveste metning for begge disse punktene er på 5 meters dyp.

Målingene viser generelt varierende og relativt lave oksygenmetningsverdier. Ved økende temperatur i vannet og biomasse i mærene, er det sannsynlig at oksygenmetningen vil være enda lavere. Variasjonene i målingene viser også at vannstrømmen er ujevn på ulike dyp.

Oksygenmetningen i mær 1 ble deretter målt etter oksygentilsetning foretatt ved bruk av diffusorrammen. Fordi det ikke var et tilstrekkelig mottrykk over

diffusormembranene kom gassen kun ut ved det høyeste punktet på rammen, og det var ikke mulig å stille inn rammen i sjøen på en slik måte at gassen fordelte seg likt på alle diffusorene. Gassen gikk således gjennom få diffusorer/membraner samtidig (1-3), og boblene som ble dannet ble, som tidligere beskrevet, relativt store. Det

ble gjennomført målinger (punkt a-d, Figur 8), men disse ble bare gjort 1-2 meter

fra de diffusorene som ga bobler. Resultatene fra målingene er vist i Figur 9 (ii), og viser at oksygenmetningen i vannmassene ved de målte punktene, og på 1 og 5 meters dyp, ble hevet med 10-15%.

Innlemmelse av en trykkutjevner, som beskrevet tidligere, i den enkelte diffusor ga en jevn fordeling av oksygengassen til alle diffusorene, og oksygenet ble tilsatt i form av mikrobobler. Resultater fra dette er ikke vist.

Eksempel 2 Oks<yg>entilsetnin<g> med pumpe, ejektor og sprederør

Dette eksempelet viser forskjeller i oksygenmetning i vannmassene i en mær før og etter oksygentilsetning utført ved hjelp av sprederør.

Oksygentilsetningen i mær 2 (Figur 10) ble utført ved hjelp av pumpe, ejektor og sprederør. Ved disse registreringene var det flo/fjære overgang (mot fjære sjø), vind, lett overskyet og ca. Vi meterhøye bølger.

Oksygenmetningen i vannmassene før oksygentilsetning ble målt på åtte ulike punkter (Figur 10; I-VIII), og på tre ulike dyp; 1, 5 og 10 meter. Resultatene for målepunktene I-IV er vist i Figur 11 (stolpene til venstre i hvert målepunkt), og for målepunktene V-VIII i Tabell 1.

Resultatene viser omlag de samme variasjonene i oksygenmetning i vannmassene som målingene gjort dagen før (Eksempel 1).

Oksygenmetningen i mær 2 ble deretter målt etter oksygentilsetning foretatt ved hjelp av pumpe, ejektor og sprederør. Pumpen som benyttes i forsøkene med oksygentilsetning ble plassert utenfor mæren på ca. 10 meters dyp, og oksygenmetningen her ble målt til 70-75 %.Vannet som ble pumpet opp ble tilsatt oksygen idet det passerte ejektoren, og dette oksygenholdige vannet ble deretter tilsatt mæren, og spredd i lA av denne (midt mellom punktene I-IV; Figur 10), ved hjelp av et sprederør. Målepunktene etter oksygentilsetning (Figur 10; I-IV) var 3-4 meter fra sprederøret.

Resultatene fra målingene (ca. 1 kg oksygen/time) er vist i Figur 11 (stolpene til høyre i hvert målepunkt). Ved målepunktene I-IV ble det på 1 meters dyp en gjennomsnittlig oksygenhevning på ca. 12,5%. På 5 meters dyp er økningen i oksygenmetning gjennomsnittlig ca. 10,5%. Ved en meters avstand til sprederøret ble det registrert en oksygenmetning opp mot 120% (data ikke vist). Ved høyere oksygendoseringer (2,4 kg oksygen/time) ble det ved målepunktene I-IV registrert oksygenmetninger på 90-95% (data ikke vist).

Vannet med mikroboblene dannet en melkehvit sky av bobler da de kom ut av sprederøret, og ble spredd ca 3 meter fra hvert hull i sprederøret. Det var boret i alt 9 hull fordelt på 3 etasjer (1,5, 3,5 og 5 meters dyp) med 3 hull i hver etasje. Hver hull hadde en diameter på 16 mm. Flere mindre hull i hver etasje ville sannsynligvis gi enda bedre spredning av oksygenboblene. Det ble observert mikrobobler nesten helt bort til målepunkt V. Det ble ikke gjennomført målinger i dette punktet, men i målepunkt VII var det ingen vesentlige endringer i oksygenmetning før og etter oksygentilsetning.

Claims (17)

1. Anordning til å oksygenere vann i oppdrettsanlegg for marine organismer i sjøen som omfatter utstyr til oksygengassproduksjon og levering av oksygengass samt eventuelt en eller flere pumper, karakterisert ved at den tilveiebringer oksygen som produseres på stedet og lagres på en dertil egnet tank (4) og at oksygenet tilsettes i form av oksygenholdige mikrobobler, og ved at den i tillegg omfatter diffusorer (5) med eller uten trykkutjevner (10), der diffusorene er montert på en dertil egnet diffusoanordning, fortrinnsvis et diffusorstag (6) eller en diffusorramme (7), en eller flere ejektorer (13) med eller uten tilbakeslagsenhet, et eller flere sprederør (14) og oksygensonde(r) (18) samt styringsskap (19).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at oksygenet som tilveiebringes er flytende oksygen fra kryo-tank(er).

3. Anordning som angitt i krav 1 -2, karakterisert ved at trykkutjevneren (10) fortrinnsvis er en sirkulær gummislange som er montert inne i diffusoren ved hjelp av en nippel og en overgang, og at den sirkulære gummislangen er perforert med et antall hull som er tilstrekkelig til at det oppstår en trykkdifferanse på 0,2-2,5 bar over denne gummislangen.

4. Anordning som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at hullet (9) i en diffusor for inntak av oksygen har en diameter som er slik at oksygengassen spres jevnt til alle diffusorene på en diffusoranordning.

5. Anordning som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at ulike diffusoranordninger kan benyttes alene eller sammen, og at opphenget/festepunktene for diffusoranordningen(e) som benyttes er justerbart på en slik måte at diffusoranordningen(e) plasseres på dybder fra 2-25 meter, fortrinnsvis fra 5-10 meter.

6. Anordning som angitt i krav 1-2, karakterisert ved at tilbakeslagsenheten i ejektoren (13) består av et kammer (15) med tilkoblingsmulighet for en oksygen(til)førende slange på utsiden av kammeret og en fortrinnsvis tilsvarende men perforert slange (16) som er tett i den enden som slutter løst inne i kammeret.

7. Anordning som angitt i krav 1-2, karakterisert ved at sprederøret (14) som benyttes for å tilsette vann med mikrobobler til vannet i oppdrettsanlegget går ned til en dybde på fra 2-10 meter, fortrinnsvis 5-9 meter, og at dette sprederøret er utstyrt med hull i flere etasjer og i flere retninger i hver etasje, f. eks. hhv. 1-6 etasjer og 1-6 hull, fortrinnsvis hhv. 2-5 etasjer og 2-5 hull.

8. Anordning som angitt i krav 1 og 7, karakterisert ved at hullene i sprederøret har en diameter på fra 5-50 mm, fortrinnsvis 10-25 mm, eller at hullene er dimensjonert slik at mikroboblene strømmer ut av hullene med en hastighet på fra 1-8 meter/sekund, fortrinnsvis fra 2-5 meter/sekund.

9. Anordning som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at oksygentilsetningen eventuelt kan styres/reguleres i forhold til oksygenmetningen i vannet som skal oksygeneres eller et nærmere angitt innstillingspunkt/settpunkt, ved at en reguleringsenhet/styringsskap (19) mottar informasjon om vannets oksygenmetning fra egnede oksygensonder/sensorer (16).

10. Fremgangsmåte ved bruk av foreliggende anordning for å oksygenere vann i oppdrettsanlegg for marine organismer i sjøen, karakterisert ved tilveiebringelse og tilsetning av hovedsakelig rent oksygen i form av oksygenholdige mikrobobler der oksygenet som tilveiebringes blir produsert på stedet og lagret på en dertil egnet tank (4) eller det tilveiebringes i form av flytende oksygen fra kryo-tank, tilsetningen foregår ved bruk av diffusorer (5) med eller uten trykkutjevner (10), eller ved bruk av ejektor (13) med eller uten tilbakeslagsenhet som består av et kammer (15) med tilkoblingsmulighet for en oksygen(til)førende slange og en fortrinnsvis tilsvarende men perforert slange (16) som er tett i den enden som slutter løst inne i kammeret (15), og et eller flere sprederør (14).

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at oksygenet tilsettes med eller uten bruk av oksygensonder/sensorer (16) og reguleringsenhet/styringsskap (19).

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 10-11, karakterisert ved diffusorene (5) som benyttes er montert på en dertil egnet diffusoranordning, f.eks. et diffusorstag (6) eller en diffusorramme (7).

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 10-12, karakterisert ved at diffusorene, ved hjelp av justerbare oppheng, blir plassert på dybder fra 2-25 meter, fortrinnsvis 5-10 meter.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 10-13, karakterisert ved at sprederøret som benyttes blir når dybder fra 2-10 meter, fortrinnsvis fra 5-9 meter.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 10-14, karakterisert ved at det oppnås en oksygenmetning i vannet som står i forhold til oppdrettsorganismens behov, fortrinnsvis fra 41-90%, mer fortrinnsvis 85%.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 10-15, karakterisert ved at oksygeneringen finner sted i mærer eller andre former for oppdrettsanlegg, såsom f. eks. anlegg til oppdrett av skjell eller krepsdyr.

17. Anvendelse av anordningen som angitt i krav 1-9 til å oksygenere vann i oppdrettsanlegg for marine organismer i sjøen, der anordningen plasseres på steder og dybder i mæren som er slik at alt vannet i mæren får en ønsket oksygenmetning.